3.2 Расчет равновесной концентрации абсорбата xаб при использовании чистой и артезианской воды

Рассмотрим равновесный процесс поглощения пара N-метилформамида из воздуха с помощью абсорбента, в качестве которого используем воду. В данном случае система состоит из двух фаз: 1 - раствор N-метилформамида в воде, 2 - воздух с примесью N-метилформамида (рис. 3.1):

Рис. 3.1 Абсорбция

Уравнение Генри имеет вид

(3.1)

где индекс 2 придан поглощаемому компоненту, то есть N-метилформамиду;

P2 - парциальное давление N-метилформамида в газовой фазе;

Х2 - мольная доля N-метилформамида в воде.

Для расчета константы Генри экспериментально были измерены растворимости N-метилформамида в воде ха и хв при двух парциальных давлениях Pа и Pв :

ха = 0,025, хв = 0,075, Pа = 1,52 Торр, Pв = 4,51 Торр;

(1 Торр = 1 мм. Hg. ст = 101330/760 Па = 133 Па).

Тогда выразим из уравнения (3.1) константу Генри и подставим известные данные

Среднее значение

Равновесную растворимость N-метилформамида в чистой воде (конденсат водяного пара) вычисляем по уравнению (3.1)

Если абсорбцию N-метилформамида проводить артезианской водой с заданным содержанием солей, например 300 мг/л, то равновесную концентрацию рассчитывают по уравнению Сеченова (k = 5*10-4 л/мг)

Таким образом, при очистке газовых выбросов от N-метилформамида водой получается низкоконцентрированный раствор (принимаем dр-ра = 1 г/см3) с концентрацией (концентрация в скобках соответствует применению артезианской воды):

мольной долей

массовой долей

молярностью

Эти данные позволяют рассчитать теоретический минимальный расход Lmin поглотителя (воды) для очистки ГВВ до ПДК (ПДК = 0,1695 ммоль/м3). При очистке V = 1000 м3 воздуха из него необходимо удалить следующее количество N-метилформамида:

Это количество N-метилформамида должно быть поглощено (абсорбировано) водой с получением раствора с равновесной концентрацией Cаб = 5,3378 моль/л, тогда